稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机喷菌装置的设计及试验

针对秸秆集沟还田模式下稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机开沟埋草作业后,入沟秸秆较难腐解影响田间中期管理的问题,结合该机结构参数和工作特点,设计了喷菌装置与该机集成,对秸秆喷施生物菌促使其快速腐解。试验表明:喷菌装置不影响一体机各功能的正常工作,作业速度为0.27 m/s时喷菌雾滴连续,秸秆表面覆盖率为67.50%,对20 cm层的秸秆穿透率达43.49%,比普通背负式喷雾器分别高出74.9%和347.4%,性能优势明显。观察期内喷菌处理对秸秆的腐解率最佳达74.6%,比未喷菌处理的12.8%提高482.8%。该研究为秸秆集沟还田一体机的适用性和秸秆集沟还田的进一步推广提供参考。     

摆动型水田株间除草装置设计与试验

针对水田株间除草装置伤苗率高、除草率低等问题,设计一种摆动型水田株间除草装置。阐述该装置的整体结构与工作原理,对其关键部件——偏心轮机构和除草弹齿进行理论分析与结构设计,结合弹齿往复开合运动与水稻种植农艺,分析除草弹齿运动过程与避苗系统工作机理。运用ADAMS软件,以机具前进速度和偏心轮转速为试验因素、覆盖率和入侵率为评价指标,采用2因素5水平二次回归正交旋转组合试验方法进行虚拟仿真试验。仿真结果表明:机具前进速度与偏心轮转速对覆盖率和入侵率有极显著(P<0.01)影响,机具前进速度为除草装置工作性能的主要影响因素,当机具前进速度为266.12 mm·s^-1、偏心轮转速为3.97 r·s^-1时,除草装置作业性能最优,覆盖率为85.70%,入侵率为5.62%。田间试验结果表明:当机具前进速度为270 mm·s^-1、偏心轮转速为4 r·s^-1时,除草装置的除草率为82.5%,伤苗率为5.1%,与仿真试验结果大体一致,所设计的除草装置能够满足水田株间除草农艺要求。     

新时期农业机械专业力学课程建设存在的问题及建议

力学课程是农业机械专业重要的基础课。本文首先阐述了农业机械专业力学课程建设的重要性;其次分析了农业机械专业力学课程建设在教材、教学和师资队伍培养3个方面存在的问题;最后提出了新时期农业机械专业力学课程建设应从人才培养目标、教材整合与优化、教学模式改进和师资队伍建设等多方面进行研究。     

基于轻量化U-Net网络的果园垄间路径识别方法

针对目前果园垄间导航路径识别方法存在准确性与实时性难以同时兼顾、泛化能力弱等问题,本文在U-Net模型的基础上进行优化,采用MobileNet-v3 Large作为U-Net的主干特征提取网络,并在跳跃连接处引入坐标注意力机制(Coordinate attention, CA),构建轻量化路径识别模型。以该模型分割的垄间可行驶区域为基础,利用最小二乘法重塑可行驶区域边缘点,并进一步提取垄间导航线。首先采用数据增强的草莓垄间数据集进行模型训练,并进一步迁移到葡萄和蓝莓数据集上进行权重微调,以提高模型适应能力。最后在相应的验证集上进行导航路径识别,并通过可视化对比不同模型识别结果,以验证模型准确性。试验结果表明,网络模型在草莓、蓝莓和葡萄果园垄间路径识别的平均交并比分别为98.06%、97.36%和98.50%,平均像素准确度分别达到99.13%、98.75%和99.29%。模型处理RGB图像分割可行驶区域的理论推理速度可达19.23 f/s,满足导航实时性和准确性的要求。     

抛推组合式草土分离前胡除草机设计与试验

针对丘陵山区前胡种植使用除草机时存在草土不分离导致杂草复生、碎石飞射伤人的问题,设计了一款抛推组合式草土分离除草机。对称螺旋结构的除草轮将土推向两侧,避免碎石飞射伤人。刀齿将杂草抛向后方实现草土分离,防止杂草复生。螺旋结构除草轮采用中轴对称左右旋向相反布置,使得碎石沿轴向两边飞离,有效防止碎石飞射伤到后方机手。通过理论分析确定除草轮的齿形、齿数,分别进行除草轮在杂草-土壤、碎石-土壤模型中的运动分析。使用EDEM和ANSYS耦合仿真,验证其工作性能和物理性能。通过田间试验,验证除草轮能够实现草土分离,得出机具的最佳工作参数为：除草轮转速13 r/s、前进速度400 mm/s、除草深度35 mm,平均除净率为86.7%。     

水稻直播机气吹辅助勺轮式排种器设计与试验

为满足水稻直播精量排种的需要,在勺轮式排种器基础上,设计了一种气吹异形孔勺轮式水稻穴播排种器。在确定最佳排种转速与最佳清种方式情况下,用4种不同型孔的排种盘,与不同气吹压力和气吹角度相配合,对培两优98与Ⅱ优8006,2种杂交水稻进行穴播排种试验。试验结果表明:2种稻种在4个型孔下的各项排种指标均达穴播要求,坡状型孔的穴粒合格率和穴距合格率两项指标在4种型孔中最优,梯形孔的穴距标准差和穴距变异系数两项指标在4种型孔中最优。气吹压力范围在1~1.05 k Pa之间,气吹角度在40°~45°之间,4种型孔穴粒合格率可达93%以上,穴距合格率可达92%以上。通过水稻直播机样机田间试验,验证了排种器和直播机设计参数的准确性和整机传动的可行性,排种性能满足水稻穴直播的农艺要求。     

以实践能力为抓手多元协同培养农业工程类双创人才

针对农业工程类人才培养面临的问题，从人才培养方案制定、多种人才培养模式、实践教学体系构建和多元协同培养方式实践等方面，阐述了以实践能力为抓手的农业工程类双创人才培养方法。该方法取得的创新人才培养模式、创新实践教学平台和教学相长等的成效，对农业工程双创人才培养有很好的参考价值。      

基于土粒与含水率变化规律的触土部件黏附特性研究

为研究土壤干燥过程中触土部件与土壤之间的黏附特性变化，以16种不同颗粒直径与含水率的湿土壤为试验材料，先进行金属板（65Mn钢）斜坡滑落试验，测量土壤颗粒直径、含水率高低与金属触土部件之间的黏附力大小关系，然后利用显微镜装置观察土壤样品的微观结构以及干燥过程中土壤与金属板的黏附现象。结果显示，含水率为30%、40%的土壤在金属表面上滑落后产生的“痕迹”比含水率为10%、20%的土壤更为明显。其中，含水率30%、颗粒直径10~50 μm的土壤具有最大黏附力，在土壤干燥前后，颗粒直径、俯视周长和俯视面积的差异随含水率和颗粒直径的增加而增大；干燥过程中，颗粒之间的间隙逐渐减小，某些颗粒出现“扩散”“收缩”等现象，部分颗粒会发生相对位移，其中30%含水率，颗粒直径为10~50 μm的相对位移最大，为13.78 μm。随含水率的增加，土壤黏附力先增大后减小；随着颗粒的减小，土壤黏附力逐渐增大，含水率在30%以下，干燥前后颗粒位移量越大，土壤黏附力越强。结果表明，含水率为30%、颗粒直径在10~50 μm范围内的土壤表现出最强黏附力，并在干燥过程中呈现出颗粒相对位移最大的现象。     

一器多行环槽推送式排种器及排种状态检测系统的设计

针对传统排种器只能一器单行播种很容易产生漏播、卡种等问题,设计了一种带排种状态检测系统的一器多行环槽推送式排种器。该排种器适用于水稻、小麦等小粒农作物条播,通过更换排种盘,改变种槽的形状和大小,还可以实现对大豆、玉米等大粒农作物种子的精播。排种状态检测系统可对排种过程进行实时检测,对漏播、卡种等情况及时报警。该排种器能够满足高速、宽幅作业要求,成倍提高排种效率,且其结构简单、巧妙,实用性强,具有很高的应用推广价值。     

收获开沟埋草一体机双圆盘开沟机构设计与参数优化

为提高己研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机免耕播种时的开沟播种质量,设计双圆盘开沟机构与一体机相结合.为获取影响双圆盘开沟机构作业质量因素的最优参数,以机器前进速度、开沟器入土深度、开沟器排种管固定装置固定孔中心点至排种管出口中心点横向距离为试验因素,以种子入沟率、各行播种量稳定性变异系数、播种均匀性变异系数为试验指标,进行三因素五水平二次正交旋转组合试验.试验结果表明:各试验因素对于种子入沟率与各行播种量稳定性变异系数影响程度从大到小皆依次是:固定孔横向距离、开沟器入土深度、机器前进速度;各试验因素对于播种均匀性变异系数的影响程度从大到小依次是:机器前进速度、开沟器入土深度、固定孔横向距离.优化所得双圆盘开沟机构开沟播种作业最佳参数组合为机器前进速度为0.46 m/s;开沟器入土深度为3.25 cm;固定孔横向距离为16.16 mm,验证试验表明各指标试验结果与理论优化结果相对误差均小于4％,验证了所建模型与优化参数的合理性.